konvektsioon

konvektsioon mängib suurt rolli keha termoregulatsioonis. See iseloomustab soojustransporti kehas ja soojuse eraldumist välismaailma. Soojusvahetuse häireid võivad põhjustada haigused ja need võivad tõsiselt mõjutada keha soojustasakaalu.

Mis on konvektsioon

Organismide termoregulatsioonis tähistab konvektsioon soojusvahetuse ajal teatud soojusenergia transporti - soojusvahetus toimub siin materiaalse keskkonna kaudu. Sel viisil saab soojust transportida vedeliku, näiteks vee kaudu, ja seejärel viia gaasilisse keskkonda, õhku.

Kehatemperatuuri reguleerimise korral on vedel keskkond vereringes olev veri ja gaasiline keskkond on välisõhk. Termoregulatsiooni osana püüab keha igal võimalusel säilitada oma füsioloogilist kehatemperatuuri. Inimestel on see umbes 37 kraadi.

Soojust toodetakse peamiselt ainevahetusprotsesside kaudu ja sekundaarselt lihaste töö ajal hõõrdumise kaudu. Lihaste töö mehaaniline energia saadakse algselt ka metaboolse tegevuse kaudu.

Konvektsiooniga transporditakse soojusallikast saadavat soojusenergiat veresoontes voolava verega kõikidele kehaosadele. Kehatemperatuuri tasakaalustamiseks toimub pidev soojustransport, mida aga peavad reguleerima hormonaalsed protsessid.

Lisaks toimub keha ja välismaailma vahel soojusvahetus, mille käigus keha eraldab keskkonnale soojust. See soojusülekanne on termoregulatsiooni kaudu piiratud, kui madalatest välistemperatuuridest tulenevad suured soojuskaod, või soodustatakse kehas ülemäärase soojuse tekke korral.

Funktsioon ja ülesanne

Konvektsiooni kaudu toimuv soojusvahetus peaks aitama hoida kehatemperatuuri konstantsena. Lisaks konvektsioonile toimub ka soojusvahetus aurustumise (aurustumise) või kiirguse (kiirguse) kaudu.

Keha kontrollib soojusvahetust reguleerimismehhanismide kaudu nii, et kehatemperatuuri ei ületata ega alahinnata. Kõik füsioloogilised protsessid sõltuvad temperatuurist ja toimivad optimaalselt ainult kehatemperatuuril. Kui kehatemperatuur on liiga madal, aeglustuvad ainevahetusprotsessid. Liiga kõrgetel temperatuuridel on suur mõju biomolekulide struktuurile. Keha enda valkude denaturatsioon algab temperatuuril üle 40 kraadi. Valkude sekundaarne, tertsiaarne ja kvaternaarne struktuur hävitatakse, kaotades nende bioloogilise efektiivsuse. Eriti ensüümide funktsionaalsus on kahjustatud.

Lisaks muutuvad rakumembraanide voolavus, difusioonikäitumine ja osmoosikäitumine. Kõrgematel temperatuuridel väheneb hemoglobiini sidumisafiinsus hapniku suhtes nii, et hapnikuvarustust ei tagata enam piisavalt.

Püsiva kehatemperatuuri tagamiseks on vaja mitmete protsesside kooskõlastatud järjestust. See puudutab muu hulgas pidevat soojuse tootmist, soojusisolatsiooni ja keha võimet suurendada soojuse hajumist soojuse ületootmise korral.

Kui keha üle kuumeneb, põhjustab hüpotalamus sümpaatilise tooni langust. Seal on perifeerne vasodilatatsioon ja suurenenud higistamine. Higi teke põhjustab soojuskao suurenemist aurustumise kaudu ja vasodilatatsioon suurendab soojuse hajumist konvektsiooni kaudu.

Vasodilatatsioon on veresoonte laienemine, et suurendada nende pindala. See muudab soojuseraldamise efektiivsemaks. Konvektsioon on vajalik ka keha ühtlaseks kuumutamiseks. Keha tuum, mis koosneb kõhust ja koljust, kuumeneb ainevahetus tugevamalt kui aakrid ja jäsemed. Erinevused tasakaalustatakse verevoolu kaudu sundkonvektsiooni teel.

Ravimid leiate siit

Haigused ja tervisehäired

Termoregulatsiooni konvektsioon sõltub suuresti veresoonte funktsionaalsusest. Vereringehäirete korral ei toimi kõigi kehaosade isegi kuumutamine enam optimaalselt. Kehaosad, mis kiiresti jahtuvad ja mida samal ajal ei soojendata, jäävad külmemaks kui naaberpiirkonnad. Näiteks ateroskleroosi korral esinevad sageli külmad käed või jalad. Neid ei saa nii kiiresti kehatemperatuurini viia, isegi väljastpoolt passiivse kuumutamise kaudu. Alati toimub kiire jahutamine.

Füüsiline aktiivsus võib parandada vereringet. Rasketel juhtudel on oht hapniku ebapiisavaks varustamiseks ja äärmuslikel juhtudel vastavate jäsemete nekroos. Eriti suhkruhaiged kannatavad sageli vereringehäirete all, mis võib põhjustada teatud jäsemete kaotuse.

Verevoolu vähenemine (isheemia) mõjutab ka vasodilatatsiooni ulatust. Veresoontes esinevaid nihkejõude muudab isheemia. Nihkejõud vahendavad veresoonte laienemist. Verevoolu vähenemine vähendab aga nihkejõude, nii et ka vasodilatatsiooni on vähem. Eriti vanemad inimesed kannatavad sageli häiritud soojustasakaalu all. Juhtimismehhanismid ei tööta enam optimaalselt. Ühelt poolt väheneb üldine soojuse tootmine ja teiselt poolt piiratakse soojusvedu konvektsiooniprotsessidega, kuna verevool on sageli vähenenud. Keha jahtub eriti väiksema verevooluga piirkondades.

Kuid regulatiivne mehhanism võib ka kukkuda, kui keha üle kuumeneb. Ülekuumenemine võib muu hulgas tuleneda suurenenud soojuse tootmisest tugeva füüsilise koormuse korral niisketes ilmastikutingimustes. Kui sisetemperatuur tõuseb üle 41 kraadi, peatub samal ajal higi tootmine. Keha üritab soojust hajutada, suurendades jäsemete ja akra verevarustust ning alandades sellega südamiku temperatuuri. Selle tagajärjel võib vereringe kollaps ähvardada. Seda seisundit nimetatakse kuumarabanduseks. Keha soojusregulatsiooni saab keelata ka raske palaviku korral.